Membraninės elektrolizės celės elektrolizės reakcijos pagrindinis principas yra elektros energiją paversti chemine energija ir elektrolizuoti sūrymą, kad susidarytų NaOH, Cl2 ir H2, kaip parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje. Celės anodo kameroje (dešinėje paveikslėlio pusėje) sūrymas jonizuojamas į Na+ ir Cl-, kur Na+ veikiamas krūvio per selektyvią joninę membraną migruoja į katodo kamerą (kairėje paveikslėlio pusėje). Anodinės elektrolizės metu žemesnio intensyvumo Cl- jonai generuoja chloro dujas. Katodo kameroje jonizuotas H2O virsta H+ ir OH-, kur OH- yra blokuojamas selektyvios katijoninės membranos katodo kameroje, o Na+ iš anodo kameros susijungia ir sudaro produktą NaOH, o H+ katodinės elektrolizės metu generuoja vandenilį.